单细胞RNA测序揭示屋尘螨过敏与儿童哮喘的免疫学关联及诊断标志物

本研究针对儿童过敏性哮喘诊断率低、缺乏特异性标志物的问题，通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析屋尘螨（HDM）致敏与非致敏患儿的PBMCs，发现HLA-DR/DP介导的MHC-II抗原呈递通路异常是HDM过敏的关键特征，并构建了AUC达0.83的机器学习预测模型，为儿童哮喘的精准分型提供了新靶点。

　　

论文解读

研究背景与意义
儿童过敏性哮喘是全球范围内的高发疾病，其中屋尘螨（HDM）是最主要的过敏原之一。然而，当前诊断率不足60%，主要归因于症状非特异性和缺乏可靠的分子标志物。更棘手的是，HDM过敏的免疫机制尚未完全阐明，导致个性化治疗难以实施。既往研究表明，HDM蛋白酶（如Der p1/Der p2）会破坏气道上皮屏障，激活Th2型免疫反应，但单细胞水平的免疫特征仍是空白。重庆大学附属中心医院等机构的研究团队首次采用单细胞RNA测序技术，揭示了HDM致敏患儿外周血中独特的抗原呈递机制，相关成果发表于《Scientific Reports》。

关键技术方法
研究纳入8名4-11岁哮喘患儿（5例HDM致敏，3例非致敏），采集PBMCs进行10X Genomics单细胞测序。通过Seurat进行细胞分群和差异基因分析，结合GO/KEGG富集和CellChat细胞互作网络解析，最后用LASSO回归筛选诊断标志物。

研究结果

1. scRNA-seq鉴定免疫细胞亚群差异
• 发现11种PBMCs亚型，其中经典单核细胞（classical monocytes）和单核细胞在HDM组比例显著改变（p<0.05）。
• 特殊病例T05（合并多过敏原）呈现效应记忆T细胞（Tem）富集，占比达23%，而其他患儿以初始CD8⁺T细胞为主（76-80%）。

2. MHC-II通路的核心作用
• 鉴定52个差异基因（12上调/40下调），HLA-DRA、CD74等基因显著富集于抗原呈递通路（NES=1.76, p<0.05）。
• 蛋白互作网络显示，颗粒酶（GZMA/GZMB）和NK细胞标志物（KLRD1）下调，提示细胞毒性功能受损。

3. 机器学习模型的诊断潜力
• LASSO模型筛选出18个特征基因（如线粒体基因MT-ND4和核糖体蛋白RPS3A），预测HDM过敏的AUC达0.83。

4. 细胞互作网络重构
• CellChat分析显示HDM组单核细胞MHC-II信号输出增强，而初始CD8⁺T细胞接收信号减弱，提示抗原呈递细胞（APCs）与Th2分化关联。

5. 重症患者的独特特征
• 合并病毒感染的T05患儿表现出476个下调基因（如核糖体通路）和534个上调基因（如电子传递链），与典型HDM过敏存在35个共有差异基因。

结论与展望
该研究首次在单细胞层面阐明HDM过敏患儿PBMCs中HLA-DR/DP介导的MHC-II通路异常是核心机制，并构建了高精度诊断模型。局限性在于未纳入健康对照，且需进一步验证HLA-DP/DR的抗原呈递功能。未来可探索针对MHC-II的单抗疗法或基因编辑策略，为儿童哮喘的精准诊疗开辟新路径。